3. Các vấn đề vô tuyến tiêu biểu
3.1.2. Các nguyên nhân tiêu biểu của vấn đề vùng phủ
-Nếu vùng phủ thật sự không như mô phỏng bởi các công cụ hoạch định mạng vô tuyến:
Kiểm tra hệ thống anten.
Tăng hay ngẩng góc down-tilt anten. Kiểm tra công suất phát tối đa BTS -Nếu vùng phủ thật sự như mô phỏng:
Lưu lượng indoor được điều khiển bởi các phương đặc biệt. -Nếu điểm lõm gần biên cell, xoá chuyển giao ra ngoài.
3.2. Vấn đề về nhiễu
3.2.1. Các dấu hiệu của nhiễu
-Một đặc điểm của cell là các kênh đang sử dụng đã có thể được sử dụng ở các cell khác. Nhưng giữa các cell này phải có một khoảng cách nhất định. Điều này có nghĩa là cell sẽ bị nhiễu đồng kênh do việc các cell khác sử dụng cùng tần số. Cuối cùng vùng phủ sóng của trạm gốc sẽ bị giới hạn bởi lý do này hơn là do tạp âm thông thường. Khoảng cách này càng lớn thì nhiễu càng bé.
-Để chất lượng thoại luôn được đảm bảo thì mức thu của sóng mang mong muốn C (Carrier) phải lớn hơn tổng mức nhiễu đồng kênh I (Interference) và mức nhiễu kênh lân cận A (Adjacent).
3.2.2. Các loại nhiễu Nhiễu đồng kênh C/I Nhiễu đồng kênh C/I
-Nhiễu đồng kênh xảy ra khi cả hai máy phát phát trên cùng một tần số hoặc trên cùng một kênh. Máy thu điều chỉnh ở kênh này sẽ thu được cả hai tín hiệu với cường độ phụ thuộc vào vị trí của máy thu so với hai máy phát.
Hình 4-2: Tỷ số nhiễu đồng kênh C/I
-Hình 4.2 ở trên chỉ ra trường hợp mà máy di động (cellphone) đặt trong xe đang thu một sóng mang mong muốn từ một trạm gốc phục vụ (Serving BS) và đồng thời cũng đang chịu một nhiễu đồng kênh do nhiễu phát sinh của một trạm gốc khác (Interference BS).
-Theo khuyến nghị của GSM giá trị C/I bé nhất mà máy di động vẫn có thể làm việc tốt là 9 dB. Trong thực tế, người ta nhận thấy rằng giá trị này cần thiết phải lên đến 12 dB ngoại trừ nếu sử dụng nhảy tần thì mới có thể làm việc ở mức C/I là 9dB. Ở mức C/I thấp hơn thì tỷ lệ lỗi bit BER (Bit Error Rate) sẽ cao không chấp nhận được và mã hoá kênh cũng không thể sửa lỗi một cách chính xác được.
-Tỉ số C/I được dùng cho các máy di động phụ thuộc rất lớn vào việc quy hoạch tần số và mẫu tái sử dụng tần số. Nói chung việc sử dụng lại tần số làm dung lượng tăng đáng kể tuy nhiên đồng thời cũng làm cho tỉ số C/I giảm đi. Do đó việc quy hoạch tần số cần quan tâm đến nhiễu đồng kênh C/I.
Nhiễu kênh lân cận C/A:
-Nhiễu kênh lân cận xảy ra khi sóng vô tuyến được điều chỉnh và thu riêng kênh C song lại chịu nhiễu từ kênh lân cận C-1 hoặc C+1. Mặc dù thực tế sóng vô tuyến không được chỉnh để thu kênh lân cận đó, nhưng nó vẫn đề nghị một sự đáp ứng nhỏ là cho phép kênh lân cận gây nhiễu tới kênh mà máy thu đang điều chỉnh.
-Giá trị C/A thấp làm cho mức BER cao.Mặc dù mã hoá kênh GSM bao gồm việc phát hiện lỗi và sửa lỗi, nhưng để việc đó thành công thì cũng có giới hạn đối với nhiễu. Theo khuyến nghị của GSM, để cho việc quy hoạch tần số được tốt thì giá trị C/A nhỏ nhất nên lớn hơn - 9 dB.
-Khoảng cách giữa nguồn tạo ra tín hiệu mong muốn với nguồn của kênh lân cận lớn sẽ tốt hơn cho C/A. Điều này có nghĩa là các cell lân cận không nên được ấn định các sóng mang của các kênh cạnh nhau nếu C/A được đã được đề nghị trong một giới hạn nhất định.
-Cả hai tỉ số C/I và C/A đều có thể được tăng lên bằng việc sử dụng quy hoạch cấu trúc tần số.
Nhiễu từ hệ thống không phải GSM:
-Nhiễu bởi các mạng di động khác như CDMA….
-Nhiễu bởi các nguồn tần số vô tuyến khác như các hệ thống radar, truyền hình, viba
3.3. Vấn đề FaDing3.3.1. Fading chuẩn Loga 3.3.1. Fading chuẩn Loga
-Trạm di động thường hoạt động ở các môi trường có nhiều chướng ngại vật (các quả đồi, toà nhà...). Điều này dẫn đến hiệu ứng che khuất (Shaddowing) làm giảm cường độ tín hiệu thu, khi thuê bao di chuyển cường độ thu sẽ thay đổi.
3.3.2. Fading Rayleigh
-Khi môi trường có nhiều chướng ngại vật, tín hiệu thu được từ nhiều phương khác
nhau. Điều này nghĩa là tín hiệu thu là tổng của nhiều tín hiệu giống nhau nhưng khác pha và biên độ .
-Để giảm phần nào tác hại do Fading gây ra, người ta thường tăng công suất phát đủ lớn để tạo ra một lượng dự trữ Fading, sử dụng một số biện pháp như: phân tập anten, nhảy tần ...
3.4. Vấn đề nghẽn kênh lưu lượng TCH
-Định nghĩa: Một cell được xem là nghẽn TCH khi tỉ lệ nghẽn TCH (trong quá trình ấn định TCH) thì quá cao (lớn hơn 2%). Để tránh trường hợp nghẽn TCH, cần phải thiết kế sao cho số lượng tài nguyên (nâng cấp TRX) đáp ứng được lưu lượng yêu cầu của khách hàng (traffic offered).
-Các dấu hiệu:
Khách hàng phản ánh “mạng bận” (network busy). Các bộ chỉ thị chất lượng dịch vụ OMC:
+Tỉ lệ nghẽn TCH cao.
+Tỉ lệ chuyển giao vào thành công thấp (chuyển giao cùng BSC hay khác BSC) do không còn tài nguyên TCH để chuyển giao vào.
Các bộ chỉ thị giao diện A: Tỉ lệ bản tin ấn định thất bại cao do không có tài nguyên vô tuyến.
3.4.2. Các nguyên nhân tiêu biểu gây nghẽn TCH
-Tài nguyên Cell không được định cỡ đúng nên gây nghẽn lúc cao điểm. Giải pháp cho vấn đề này như sau:
Giải pháp cứng:
+ Sử dụng bảng Erlang B để tính toán số kênh TCH yêu cầu (với tỉ lệ nghẽn cho phép GoS = 2%).
+ Bổ sung TRX, nâng cấp cấu hình trạm.
+ Bổ sung trạm mới để chia tải, mở rộng tủ BTS (master/slaver), hay ứng dụng trạm Concentric.
Giải pháp mềm: Sử dụng các tính năng đặc biệt như: + Sử dụng kênh bán tốc.
+ Chuyển giao lưu lượng. + Chuyển giao lưu lượng nhanh.
3.5. Phân tán thời gian
3.5.1. Dấu hiệu và nguyên nhân về phân tán thời gian
-Phân tán thời gian xảy ra là do có nhiều đường truyền sóng từ máy phát đến máy thu. Hiện tượng phân tán thời gian gây ra một số vấn đề cho mạng thông tin di động số. Việc sử dụng truyền dẫn số cũng gây ra một số vấn đề khác như: phân tán thời gian do các tín hiệu phản xạ (Reflection) gây ra.
-Sự phân tán thời gian sẽ gây ra hiện tượng “giao thoa giữa các ký tự”. Giả thiết chúng ta phát đi một chuỗi bit 1 và 0. Nếu tín hiệu phản xạ đi chậm hơn tín hiệu đi thẳng đúng 1
bit thì máy thu phát hiện bit 1 từ sóng phản xạ đồng thời cũng phát hiện bit 0 từ sóng đi thẳng.
-Những môi trường có thể gây nên vấn đề về phân tán thời gian: Những vùng núi
Hồ sâu hoặc nhiều nhà cao tầng
Những toà nhà cao có kết cấu kim loại , ...
-Trong tất cả những trường hợp như vậy phân tán thời gian chỉ có thể xảy ra khi hiệu quãng đường giữa tín hiệu trực tiếp và tín hiệu phản xạ từ những chướng ngại vật kể trên lớn hơn cửa sổ cân bằng (4,5 km).
-Nói chung, sự nguy hiểm của phân tán thời gian sẽ tăng cùng với khoảng cách giữa BTS và MS. Khi một MS gần BTS có thể nhận được tín hiệu phản xạ mạnh với hiệu quãng đường lớn nhưng vẫn không ảnh hưởng gì do tín hiệu trực tiếp mạnh để đảm bảo tỉ số C/R trên ngưỡng tới hạn. Khi MS chuyển động ra xa BTS thì nguy cơ tỉ số C/R thấp sẽ tăng lên do tín hiệu trực tiếp đã yếu đi.
3.5.2. Các trường hợp về phân tán thời gian
Trường hợp 1:
-Trường hợp này: Tuy hiệu số quãng đường = DR – D0 lớn (DR = D1 + D2), nhưng tín hiệu trực tiếp mạnh, tín hiệu phản xạ yếu. Do vậy tỉ số C/R trên ngưỡng.
-Trường hợp này: Hiệu số quãng đường vẫn còn khá lớn nên các tín hiệu phản xạ nằm ngoài cửa sổ thời gian.
-Trong khi tín hiệu đến trực tiếp đã yếu đi, tín hiệu phản xạ mạnh hơn. Tỉ số C/R gần hoặc thấp hơn ngưỡng.
-Đây là trường hợp nguy hiểm nhất, hiện tượng phân tán thời gian biểu hiện rõ ràng nhất.
Trường hợp 3:
-Trường hợp này: Tín hiệu phản xạ mạnh gần như tín hiệu trực tiếp, tỉ số C/R gần hoặc dưới ngưỡng. Nhưng do hiệu quãng đường nhỏ nằm trong cửa sổ cân bằng, hay các tín hiệu phản xạ nằm trong cửa sổ thời gian, nên trường hợp này không bị ảnh hưởng bởi phân tán thời gian.
3.6. Các vấn đề lỗi cuộc gọi tiêu biểu
3.6.1. Vấn đề thiết lập đường truyền vô tuyến
-Các trường hợp lỗi tiêu biểu của quá trình thiết lập đường truyền vô tuyến: Nghẽn kênh SDCCH.
Ấn định SDCCH thất bại do các vấn đề vô tuyến.
3.6.1.1. Nghẽn kênh SDCCH
Các nguyên nhân chủ yếu gây nghẽn SDCCH:
-SDCCH nghẽn cao do lưu lượng của thuê bao lớn (lưu lượng cuộc gọi hay cập nhật vị trí). Giải pháp cho vấn đề này là tăng cấu hình, tăng trạm (cho trường hợp nhiều cuộc gọi), hay thiết kế lại vùng định vị (cho trường hợp có nhiều cập nhật vị trí).
-Nghẽn SDCCH cao quan sát được ở các thời điểm khác thường của ngày ở thời gian cao điểm của các yêu cầu cập nhật vị trí được tạo ra bởi một nhóm lớn thuê bao vào vùng định vị mới tại cùng thời điểm (như trạm xe buýt, xe lửa hay cảng hàng không). Giải phápcho vấn đề này là thiết kế lại vùng định vị hay tối ưu lại các thamsố vô tuyến.
-Nghẽn SDCCH quan sát thấy không bình thường (thiếu lưu lượng MS thật sự) trong trường hợp nhiễu cao hay gần máy phát không phải máy phát vô tuyến GSM. giải pháp cho vấn đề này là thay đổi tần số BCCH hay lắp thêm bộ lọc thu.
-Một cell bị nghẽn SDCCH không bình thường trong trường hợp một trong các cell lân cận của nó bị cấm cuộc gọi. Giải pháp cho vấn đề này là gở bỏ các tình trạng bị cấm của cell neighbour lân cận.
3.6.1.2. Lỗi vô tuyến khi ấn định kênh SDCCH
Các nguyên nhân chủ yếu:
-Độ dự trử công suất Uplink và Downlink không cân bằng.
-Vùng phủ kém:
-Vấn đề nhiễu:
Hình 4-3: Các nguyên nhân gây lỗi ấn định kênh SDCCH
3.6.2. Quá trình ấn định kênh lưu lượng TCH
-Nghẽn kênh TCH: Một số nguyên nhân gây nghẽn như hàng đợi đầy; không còn tài nguyên Abis, TCH; các yêu cầu TCH bị loại bỏ bởi hàng đợi do có yêu cầu có ưu tiên cao hơn đang đợi.
-Lỗi do vô tuyến: Trong trường hợp truy cập TCH lỗi, MS sẽ cố gắng để bắt lại kênh SDCCH, như vậy có thể MS sẽ bắt lại kênh SDCCH thành công hoặc việc thiết lập cuộc gọi thất bại.
-Do vấn đề BSS: Việc ấn định TCH có thể thất bại do lỗi trên Abis hoặc do lỗi phần cứng hay phần mềm của BTS, BSC.
3.6.3. Quá trình TCH
Các nguyên nhân gây lỗi trong quá trình cuộc gọi TCH:
-Rớt do vô tuyến: các vấn đề vô tuyến có thể do vùng phủ, nhiễu hoặc thỉnh thoảng do BSS hoạt động bất thường mà không được phát hiện như một cảnh báo hệ thống bởi ứng dụng quản lý lỗi vận hành và khai thác.
-Rớt do vấn đề bộ mã hoá đầu xa (remote Transcoder): Vấn đề này luôn luôn bởi chất lượng kém của truyền dẫn trên giao diện Abis (vi ba) hay một thành phần phần cứng trên Transcoder bị lỗi, hoặc thậm chí đôi khi cũng là do các vấn đề phần mềm, phần cứng BSS. -Rớt do các do vấn đề bên trong BSS: Vấn đề xảy ra có thể do lỗi phần cứng hoặc phần mềm của BTS hay BSC.
-Rớt do quá trình chuyển giao: Sự kiện này xảy ra khi chuyển giao ra ngoài bị lỗi (không thành công) mà không bắt trở về lại kênh TCH cũ
4. Các giải pháp tối ưu hóa mạng VMS_Mobifone4.1. Đo kiểm Handover giữa các trạm 4.1. Đo kiểm Handover giữa các trạm
-Cùng với các công cụ khác, máy TEMS được sử dụng thường xuyên trong việc đo và kiểm tra chất lượng hệ thống.
Hình 4-4: Đo kiểm tra Handover
-Với máy TEMS ta có thể đo được mức thu của cell phục vụ và các cell lân cận, các thông số của kênh hiện tại. Như trên đây ta thấy các thông số đo được sau khi handover như sau:
-Mức thu của cell phục vụ và các cell lân cận:
Cell Name ARFCN BSIC RxLevel (dBm)
Cell 1 84 1-2 -53 Cell 2 103 2-3 -57 98 1-5 -73 85 -78 102 -79 104 -80
-Các thông số của kênh hiện tại:
CGI (MCC, MNC, LAC, CI) 452 01 111 10991
Băng tần 900
BCCH ARFCN 84
BSIC 1-2
Hình 4-5: Kết quả đo Handover giữa hai trạm là tốt
-Từ biểu đồ phổ tín hiệu trên ta thấy trước thời điểm handover mức thu của cell phục vụ đã giảm xuống thấp hơn so với mức thu của cell lân cận, đồng thời tỷ số tín hiệu trên nhiễu C/ I cũng giảm xuống chỉ còn 12 dB, MS yêu cầu thiết lập thủ tục Handover.
-Sau khi Handover: mức thu cell phục vụ là -53 dBm, tỷ số C/ I được cải thiện là 22dB.
Kết luận: Kết quả Handover giữa hai trạm là tố
4.2. Phân tích kết quả đo sóng để phát hiện nhiễu tần số
Sóng phát hiện nhiễu tần số
Hình 4-7: Phát hiện nhiễu tần số
-Trên biểu đồ phổ tín hiệu thu được ta thấy: một số vị trí có chỉ số C/ I rất thấp, có những lúc bị giảm xuống dưới 9dB (giá trị C/ I bé nhất mà chất lượng có thể chấp nhận được theo khuyến nghị GSM ). Mức nhiễu đồng kênh quá cao là nguyên nhân dẫn đến số lượng yêu cầu Handover tăng đột biến trong khi mức thu tín hiệu vẫn tốt (RxLevel khoảng -52 dBm). Nhiễu tần số xuất hiện làm cho tín hiệu đàm thoại dễ bị ngắt quãng, nghe không rõ, ảnh hưởng đến chất lượng thoại. Nếu kéo dài sẽ làm cuộc gọi bị rớt mạch.
Kết luận: Mức nhiễu đồng kênh như vậy là vượt quá mức cho phép, điều này có thể
là do khi thực hiện quy hoạch tần số đã có sự khai báo nhầm tần số (sau khi kiểm tra dữ liệu mạng cho thấy 2 trạm BTS khai báo cùng tần số BCCH). Như vậy cần kiểm tra và tiến hành khai báo lại tần số để đảm bảo yêu cầu.
4.3.1. Giải pháp Repeater cho các vùng lõm 4.3.1.1. Tổng quan:
-Trong hệ thống thông tin di động GSM, sự giới hạn vùng phủ của trạm gốc, các yếu tố địa hình như đường hầm, các khu vực ngõ sâu và hẹp, có nhiều toà nhà cao che chắn đã tác động rất lớn tới chất lượng phủ sóng của mạng di động. Những yếu tố này làm xuất hiện các vùng sóng lõm khiến chất lượng thoại giảm hoặc không thể thực hiện được cuộc gọi. Để giải quyết vấn đề về phủ sóng, đồng thời giúp tăng chất lượng mạng lưới, repeater là một giải pháp hiệu quả (về chất lượng và tính kinh tế).
-Chức năng chính của repeater là: thu tín hiệu từ các trạm gốc, sau đó khuếch đại rồi phát lại giúp tăng đáng kể cường độ trường điện từ trong dải tần lựa chọn trước tại các vùng lõm.
-Ưu điểm nổi bật của repeater so với các trạm BTS:
Kinh phí rẻ hơn rất nhiều.
Cột anten đơn giản, nhỏ như anten tivi, triển khai nhanh, tránh khiếu kiện